Mạch Thu Phát Quang Hạt Nhân Dùng Để Chuyển Đổi Tín Hiệu Điện Quang

Mối tương quan giữa tốc độ và bước sóng của bộ thu phát quang là yếu tố quan trọng trong truyền thông quang, ảnh hưởng đến độ toàn vẹn tín hiệu, khoảng cách truyền và dung lượng. Các bộ thu phát hoạt động ở nhiều mức tốc độ khác nhau (từ 1Gbps đến hơn 800Gbps) và bước sóng khác nhau (từ 850nm đến 1650nm), trong đó các dải bước sóng như O, C và L đảm nhiệm những vai trò riêng biệt. Mối liên hệ này bắt nguồn từ hành vi của ánh sáng trong cáp quang: suy hao (mất tín hiệu) và tán sắc (tín hiệu trải rộng theo xung). Bước sóng 850nm có mức suy hao cao (~2,5dB/km), phù hợp cho các trung tâm dữ liệu cự ly ngắn (≤300m) sử dụng cáp quang đa mốt (multimode fiber) cho tốc độ 10G/40Gbps. Bước sóng 1310nm và 1550nm có mức suy hao thấp hơn (~0,3–0,4dB/km), cho phép truyền ở khoảng cách xa hơn—1310nm phù hợp cho 10Gbps trên khoảng cách 40km (gần bằng không tán sắc), trong khi 1550nm/dải C (1530–1565nm) có mức suy hao thấp nhất, kết hợp với bộ khuyếch đại quang EDFA để đạt tốc độ cao trên khoảng cách xa (400G/800Gbps qua hàng nghìn km). Tốc độ cao hơn (400G+/800G+) đối mặt với nguy cơ tán sắc lớn hơn. Chúng sử dụng kỹ thuật điều chế tiên tiến (ví dụ như 16QAM cho 400Gbps) cùng dải C, nơi tán sắc có thể kiểm soát được. Dải C cũng hỗ trợ công nghệ ghép kênh theo bước sóng (WDM/DWDM), ghép các kênh 400Gbps với khoảng cách 50GHz để tăng dung lượng. Ứng dụng quyết định sự kết hợp bước sóng và tốc độ: cự ly ngắn dùng 850nm; cự ly trung bình (10–80km) dùng 1310nm/dải C; cự ly xa dùng dải C/L với các bộ thu phát kết hợp (coherent transceivers). Các hệ thống 1.6Tbps mới đang nghiên cứu mở rộng sang dải L để tránh nghẽn mạng ở dải C. Tóm lại, bước sóng xác định khả năng truyền và tương thích; tốc độ cao đòi hỏi quản lý điều chế/tán sắc. Sự tương tác này giúp tối ưu hiệu suất của bộ thu phát phù hợp với môi trường sử dụng.